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一种美丽的分割——黄金分割平平淡淡12

发表于-2010年08月03日 凌晨0:13评论-8条

黄金分割指的并不是黄金的分割,而是把一条线段分成两部分,使两部分的比值约为0.618。黄金分割有着悠久的历史。它的起源大多认为来自古希腊的毕达哥拉斯。据说,有一天毕达哥拉斯在街上走,经过铁匠铺时,他感到铁匠打铁的声音非常好听,于是驻足倾听。他听了一会就发现,铁匠打铁的节奏很有规律,声音的比例便被毕达哥拉斯用数理的方式表达出来,被应用在很多领域。后来,很多人进行了专门研究,称其为“神圣分割”、 “各种算法中最可宝贵的算法”等。有关“黄金分割”在我国也有记载,虽然没有古希腊出现的早,但它是我国古代数学家独立创造,后来才传入印度的。

黄金分割是一个十分有趣的数学问题,散发出一种令人着迷的气质。据有关资料表明,那时古希腊的毕达哥拉斯学派就把正五角星画在掌心上,作为自己学派的徽章。并且认为把一条线段黄金分割,分割后的线段作长宽所构成的矩形看起来十分美观,所以在绘画和建筑中,这个比例常常被用到。研究发现,健美的人体结构与黄金分割的关系极为密切,肚脐就是全身的“黄金点”,以肚脐为界,上身与下身之比和下身与全身之比约为0.618;肚脐以上部分的黄金点在咽喉,肚脐以下部分的黄金点在膝关节;乳峰线是上体躯干高度的0.618。前额到鼻孔的距离是脸长的0.618,等等。因此,在人体绘画美术雕塑方面,艺术家们都以这一比例为标准,以使自己的作品为最佳。如古希腊神话中的太阳神阿波罗的形象女神维纳斯的塑像,分别代表男女标准美体形,他们的体型比例完全符合黄金分割。黄金分割和黄金矩形还能够给画面带来美感,令人愉悦,在很多艺术品以及大自然中都能找到它。希腊雅典的巴特农神庙就是一个很好的例子,它被公认为世界上最完美的建筑之一。还有达芬奇的《维特鲁威人》符合黄金矩形,《蒙娜丽莎》的脸也符合黄金矩形,《最后的晚餐》同样也应用了该比例布局。

时至今日,黄金分割的美学价值早已扩展,不管是版面没设计装潢广告影视照相,还是日常用品,服饰家具电器等,大多数用到黄金分割。比如,很多电视机收录机的外形人们,设计成黄金矩形。更使人们叹服的是,要使民族乐器胡琴获得最佳音色,其“千斤”必须放在琴弦长度的黄金点上;有经验的节目主持人或独唱演员,他们走上舞台时并不是站在台面中间,而是站在离左端(或右端)三分之一多一点(实际就是台面的黄金点)的地方,这样会使观众感到他十分大方、和谐富有艺术性。

黄金数0.618更为数学家所关注,它的出现,解决了许多数学难题,比如,十等分、五等分圆周;求18度、36度角的正弦、余弦值等。还使优选法成为可能。比如在炼钢时,需要加入某种化学元素来增加钢材的强度。假设已知在每吨钢中需加某化学元素的量在1000—2000克之间,为了求得最恰当的加入量,需要在1000克与2000克这个区间中进行试验。通常是取区间的中点(即1500克)作试验。然后将试验结果分别与1000克和2000克时的实验结果作比较,从中选取强度较高的两点作为新的区间,再取新区间的中点做试验,再比较端点。依次下去,直到取得最理想的结果。这种对分法并不是最快的实验方法,如果将实验点取在区间的0.618处,那么实验的次数将大大减少。这种取区间的0.618处作为试验点的方法称为优选法,也称0.618法。实践证明,对于一个因素的问题,用“0.618法”做16次试验就可以完成“对分法”做2500次试验所达到的效果。

令人惊讶的是,科学家们还发现,人的生命的生物和生理现象中也包含着这个神奇的比例。比如,气温在人体正常体温的黄金分割点上——23℃左右时,恰是人的身心最适度的温度;医学专家观察到,当人的脑电波频率下限是8赫兹,而上限是12.9赫兹,上下限的比率接近于0.618时,乃是身心最具快乐欢愉之感的时刻。正常人的心跳在心电图上也显示出t波出现的位置恰好大约是一次心跳节拍的“黄金分割”位置上。从组成人体含量最多的物质水来说,成年人体水分约占体重的0.618。静脉和毛细血管中含血量约占全血量的0.618,一次最大呼气量约占肺部气体总量的0.618。正常人血压的舒张压与收缩压的比例关系也都符合这一比例。还有一般人的消化道总长9米,其0.618处为5.5米,正是小肠的长度,恰合黄金分割。

黄金分割在社会生活中应用十分广泛。

——社会学家长期的研究与统计结果也表明, 正常人睡眠时间与活动时间的比例关系也都符合这一比例。 如果人的平均寿命是70 岁的话, 那么成年时期的顶峰年龄将是45 岁, 二者的比例关系接近0.618。人在45 岁左右的人最成熟, 社会阅历最丰富,是最富有创造力的年龄。

——在 发型设计上,运用黄金分割会使发型形成变化统一及和谐的美感。比如,刘海可以赋予发型生命力与时尚感,所以专业美发师在发型设计中特别注意刘海设计在发型创作中的画龙点睛作用。刘海区域占顶区约1/3面积,较能有效控制脸型的宽窄; 刘海可以修饰额头宽窄、凸平,调整脸形长短,胖瘦比例;短刘海设计上,根据额头宽窄、长、短、在眉毛与发际线之间,可以运用0.618: 0.382的比例,调整额头凸出者或三庭比例较长者,可以遮盖缺陷或缩短脸形。如果用0.382: 0.618的比例,修饰额头较窄、短者或额头美感不错者,会给人以拉长脸形或个性的展现。在长刘海设计时,针对整个脸形长短,利用发长与脸长比例1:0.618,可以起到修饰颧骨,下颚骨及脸形胖瘦的效果。

——据媒体报道,有一位政协委员曾经交了这样一个提案:选择适当的时机,在全国实行每周4天半的工作制,即每周工作时间36小时。他首先是从世界发展的趋势来看待这个问题的。目前,缩短工作时间已成为潮流,联合国每周工作4天半,欧洲、亚洲和北美的很多发达国家都实行每周4天半甚至是4天的工作制度,工时大都不超过36小时。他又从我国的国情来考虑。现阶段,我国经济能高速发展,其中很重要的原因是劳动生产率不断提高的结果。在劳动生产率提高的前提下,缩短工作时间,让人们有更多的休息时间,进一步与世界接轨已具备了可行性。除此之外,我以为,这位政协委员提出的实行每周4天半工作制还与黄金分割有关。现在是每周休息两天,照此推算,一年就有休息日104天,再加上11个法定节假日,一年就有115个休息的日子,那么, 一年就有250个工作日。而实施每周4天半工作制之后,一年中就减少了26个工作日。考虑到春节、“十一”假期分别多减少的一天,实际上一年要减少24个工作日。实施每周4天半工作制之后,工作日在一年中的比例约为(250-24)÷365×100%=61.9%,这个比例比较接近黄金分割。

黄金分割在军事上的应用也很广泛。

——在冷兵器时代,虽然人们还根本不知道黄金分割这个概念,但人们在制造宝剑、大刀、长矛等武器时,黄金分割也早已体现出,原因是按这样的比例制造出来的兵器,看上去得心——美观大方,用起来应手。

——当发射子弹的步枪刚刚制造出来的时候,它的枪把和枪身的长度比例很不实用,不方便于抓握和瞄准。到了1918年,一个名叫阿尔文约克的美远征军士兵,热衷于对这种步枪的改造,经他改进后的枪型枪身和枪把的比例恰恰符合0.618,就方便于抓握和瞄准了。

——在大炮射击中,如果某种间瞄火炮的最大射程为12公里,最小射程为4公里,则其最佳射击距离在9公里左右,约为最大射程的2/3。在进行战斗部署时,如果是进攻战斗,大炮阵地的配置位置一般距离己方前沿约为1/3倍最大射程处。如果是防御战斗,则大炮阵地应配置距己方前沿约为2/3倍最大射程处。 

——两支部队交战,如果其中之一的兵力、兵器损失了1/3以上,就难以再同对方交战下去。正因为如此,在现代高技术战争中,有高技术武器装备的军事大国都采取长时间空中打击的办法,先彻底摧毁对方1/3以上的兵力、武器,尔后再展开地面进攻。 

——军队在实施具体的进攻任务时,往往是分梯队进行的,第一梯队的兵力约占总兵力的2/3,第二梯队约占1/3。在第一梯队中,主攻方向所投入的兵力通常为第一梯队总兵力的2/3,助攻方向则为1/3。

——防御战斗中,第一道防线的兵力通常为总数的2/3,第二道防线的兵力兵器通常为总数的1/3。

把黄金分割在战争中体现得最为出色的还应首推成吉思汗所指挥的一系列战事。数百年来,人们对成吉思汗的蒙古骑兵,为什么能像飓风扫落叶般地席卷欧亚大陆颇感费解,若仅用游牧民族的彪悍勇猛、残忍诡谲、善于骑射以及骑兵的机动性这些理由,都还不足以对此做出令人完全信服的解释。据史料记载,蒙古骑兵的战斗队形与西方传统的方阵大不一样,在它的5排制阵形中,人盔马甲的重骑兵和快捷灵动轻骑兵的比例约为2:3,是黄金分割!令你不能不佩服成吉思汗的军事天才,他统帅的大军,不纵横四海、所向披靡,那才怪呢。 

黄金分割无处不在,这大概是毕达哥拉斯当年不敢奢想的。难怪维纳斯数学家巴巧利称黄金分割是“神圣比例”,德国天文学家开普勒称黄金分割为“神圣分割”。 

-全文完-

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审核:理野推荐:理野
☆ 编辑点评 ☆
理野点评:

很专业性的一篇文章,阐述清晰醒目。使人受益匪浅。问好作者!

文章评论共[8]个
静月清荷-评论

专业性太强,看不懂!at:2010年08月03日 晚上9:24

平平淡淡12-回复朋友看了我就高兴!问朋友一个问题:你一定穿高跟鞋吧!知道你为什么穿高跟鞋吗? at:2010年08月04日 中午12:56

平平淡淡12-评论

谢谢编辑朋友理野的关注!问好了!at:2010年08月04日 中午12:57

平平淡淡12-评论

黄金数0.618更为数学家所关注,它的出现,解决了许多数学难题,比如,十等分、五等分圆周;求18度、36度角的正弦、余弦值等。再比如,欧洲中世纪时期,著名的意大利数学家斐波那契(约1170—1250年)在《算盘书》中提出的举世闻名的趣题:“如果有一对兔子每月生一对兔子(雌雄各一),生下的一对新的兔子从第三个月开始生兔子,试问一对兔子一年能繁值多少兔子?”这一趣题引出了著名斐波那契数列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233……其特点是从第3项开始,这个数列的每一项,都是它前两项之和。表面看来,此一数字系列很简单,但背后却隐藏着无穷的奥妙。而这个数列有一个重要的性质,每前后两项数值之比,恰好为黄金数的近似值。数值位愈高的数字,其比率会更接近于0.618。例如, 55/89=0.618,89/144=0.618,144/233=0.618。 (:159)at:2010年08月10日 上午10:24

平平淡淡12-评论

社会学家长期的研究与统计结果也表明, 正常人睡眠时间与活动时间的比例关系也都符合这一比例。 如果人的平均寿命是70 岁的话, 那么成年时期的顶峰年龄将是45 岁, 二者的比例关系接近0.618。人在45 岁左右的人最成熟, 社会阅历最丰富,是最富有创造力的年龄。——“以动养生”与“静养”关系方面,一直存在不同的观点。有人提出生命在于运动,动而不衰;可又有人说,生命在于静养,静养存精得以长寿。但有关专家认为,动与静应该是一个约为0.618的比例关系,大致是四分动,六分静,这才是最佳的养生之道。抗衰老也有生理与心理抗衰之分,哪个为重?据有关专家说,生理上的抗衰为四,心理上的抗衰为六,大致符合“黄金分割”。充分调动与合理协调心理和生理两方面的力量来延缓衰老,可以达到延年益寿的最好效果。医学研究表明,养成饭吃六七分饱的习惯的人很少患胃病,主食以四分精粮六分粗粮搭配不易患高血压、冠心病。生活环境中的气温也是如此。人在温度为22℃-24℃时感觉最舒适。这是因为人的正常体温37℃与0.618的乘积为22.8℃,在这一温度中,新陈代谢、生理节奏和功能均处于最佳状态。at:2010年08月10日 上午10:28

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一般人的躯干(肚脐到脚底的长度)与身高比都低于0.618这个数值,大约只有0.58~0.60左右,而穿上高跟鞋就可以增加这一比值,使得躯干与身高的比值更接近于黄金分割。比如,某女身高为160 cm,她的原本躯干与身高比为0.60,那么当该女穿上高度为4cm的高跟鞋时,其躯干与身高的比值将被提高到0.61左右;当其高跟鞋高度为7.5cm时,可以使得这一比值恰好等于0.618,从而获到最佳美感!由此可见,女性相信穿高跟鞋使她们觉得更美是有科学根据的。其实,以脚尖平衡为特色的芭蕾舞之所以给人一种美的感觉,是因了芭蕾演员踮起脚尖起舞时,正是展现了符合0.618的身段比例的最优美的艺术形象。—— 学过服装设计的人,一般都知道设计图上的人体腿部长度有适度夸张的长,这也是黄金分割率的一种体现。所以,服装设计师尽量在设计中适度延长人体下半部分的服装长度,很多裤装和裙装都是如此设计出来的。也有通过缩短人体上半部分的服装长度,反衬出肚脐以下身体比例加长,显得全身的比例更加趋于优美。露腰(脐)装就是典型一例。——我国国旗上的星之所以采用的是五角星,因为五角星中多处暗含了0.618,从而使图形更加赏心悦目。at:2010年08月10日 上午10:30

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(:009)高清晰度电视的屏幕为什么要设计成16:9? 这是因为若将屏幕的长与宽组成一条线段,取这条线段的黄金分割点,将线段分成两条线段,则屏幕的长与宽刚好接近它。——我国的传统考试成绩总分定为100分,及格定为60分。为什么这么定呢?因为它大约在黄金分割点附近,即100×0.618=61.8,而61.8在实际操作中不方便,取整十为60分。就接近了“黄金分割”。这样,就可以使考试真正成为督促学生学习的力量。考试题的难易程度的标准一般也遵循着使百分之六十多一点的题是基本题,保证绝大部分同学可以做出来,其它题就是有一定难度的题了,可以考察学生掌握知识的水平了。——刚上幼儿园的孩子如同一张白纸,教什么就学什么,模仿性强,愿意探索。但是孩子还处在朦胧状态,耐性有限,必须有幼儿教师的循循诱导,巧妙地运用激励机制才能认真学习。在这里,有经验的幼儿教师总是把教育的核心目的不放在认字算数,而是怎样培养孩子的学习兴趣和学习习惯,为建立健康人格和良好身心打下基础。所以她们追求具体量化的“成绩”,顺乎孩子的天性,循序渐进。黄金分割就是她们激励幼儿学习兴趣、养成学习习惯的一种有效运用。具体来说,就是每天陪孩子玩各种益智游戏,在游戏中教孩子一些知识、锻炼孩子的形象思维与逻辑思维能力,然后提问。所提问题保证让孩子能够正确回答约2/3弱,答不出或答错约1/3强,即对错要保持“黄金分割”。例如,给孩子看图识字要让他认出6——7个;给孩子猜谜语也要猜出6——7个。既不能让他全部正确也不能全部错误,而是要让他大部成功小部失败。这里的奥妙在于“黄金分割”的比例最能让孩子在获得成功的喜悦和认识不足保持继续学习的兴趣之间取得平衡。这种平衡是来自孩子自身的,不是靠外加的物质奖励或惩罚逼出来的,所以比较自然而且持久。——九宫格是我们中国人发明的一种构图模式,巧的是它与黄金分割有着惊人的联系!大家们把画面的上下左右用黄金分割来做出4条线,我们惊奇的发现这就是我国古人所说的九宫格!人们发现在九宫格的4条线交汇的4个点是人们的视觉最敏感的地方。在国外的摄影理论里也把这4个点称为“趣味中心”。——商店在经营活动中需要陈列各种商品,有畅销的、滞销的,也有高档的、低档的。怎样进行合理搭配?这里就存在一个比例问题。当然,按黄金分割比搭配最科学。也就是说,在整个陈列商品中,畅销商品所占比例应当在60%左右,非畅销品占40%左右。这样既体现了重点,保证了销售利润,又照顾了全局。黄金分割是产品分配比例的好参谋。在激烈的市场竞争中,企业仅靠单一产品是难以站稳脚跟的,必须拥有自己的拳头产品,同时还需要多种产品并存。那么拳头产品与辅助产品的比例是多少才合适呢?答案还是黄金分割,即拳头产品应占六七成左右。——黄金分割在股市中最主要的功能是,测算近期走势的顶部和底部,以此再来测算走势中的关键支撑位和压力位。当股价上涨时,以底位股价为基数,跌幅在达到某一黄金比时较可能受到支撑。当行情接近尾声,股价发生急升或急跌后,其涨跌幅达到某一重要黄金比时,则可能发生转势。行情发生转势后,无论是止跌转升的反转抑或止升转跌的反转,以近期走势中重要的峰位和底位之间的涨额作为计量的基数,将原涨跌幅按0.191、0.382、0.5、0.618、0.809分割为五个黄金点。股价在后转后的走势将有可能在这些黄金点上遇到暂时的阻力或支撑。到过上海的人,一般都亲眼见过位于上海黄浦江畔高462.85米的“东方明珠”,也很想上去看看。可是,你知道吗?当初为了避免造型上的简单,设计师苦心孤诣地在塔身上设计了耀眼的上球体、下球体和太空舱,它既可供游人登高俯览城市景色,又使得塔身有了曲线变化。可是,你知道设计师为什么将上球体的位置定在了295米处?现在告诉你,此位置恰好在塔身5:8的地方,这正好是0.618的黄金比值,这样就使得“东方明珠”显得美观大方。at:2010年08月10日 上午10:33

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1941年6月22日,纳粹德国启动了针对苏联的“巴巴罗萨”计划,实行闪电战,在极短的时间里,就迅速占领了的苏联广袤的领土,并继续向纵深推进。在两年多的时间里,德军一直保持着进攻的势头,直到1943年8月,“巴巴罗萨”行动结束,德军才转入守势,再没有对苏军发起一次战役性进攻。而被所有战争史学家称为苏联卫国战争转折点的斯大林格勒战役,就发生在战争爆发后的第17个月,正是德军由盛而衰的26个月时间轴线的黄金分割点。海湾战争中,美军一而再再而三地延长空中打击时间,持续38天,一直到摧毁了伊拉克军方在战区内坦克总数的38%、装甲车的32%、火炮的47%,即就是将伊拉克军事力量削弱到黄金分割点上后,才挥起“沙漠军刀”进行地面作战,用最小的牺牲和最短的时间取得了战争的胜利。(:152)at:2010年08月10日 上午10:36